CN1959441A - 一种新型透镜及其制造工艺和加工模具 - Google Patents

Abstract

本发明为一种新型薄透镜，其是通过一体成型技术加工而成，其包括球面透镜部分和菲涅尔棱镜部分，所述的球面透镜部分设置在前部，所述的菲涅尔棱镜部分设置于后部；并提供了用以加工所述新型透镜的模具，模具的加工方法，以及新型透镜的加工方法；最终达到采用一种透镜厚度实现多种不同度数要求的目的。

Description

一种新型透镜及其制造工艺和加工模具

技术领域

本发明涉及的是一种新型的透镜，特别涉及的是一种采用菲涅耳棱镜原理加工出的薄透镜以及加工工艺和加工模具。

背景技术

目前市场供应的眼镜片均是按传统的球面透镜理论设计生产的，镜片光度由前表面弯度与后表面弯度差(代数和)及材料折射率和镜片中心厚度确定。

镜片光度与曲率半径R成反比即度数越高曲率越大半径越小、这样形成高度近视镜片(凹透镜)边缘很厚、高度远视镜片(凸透镜)中心很厚。镜片太厚给戴镜者带来很多烦恼。这种情况虽然引起行业人士注意，采用高折射率材料和非球面等方法试图解决问题但当光度超过±800度时还是解决不了镜片过厚问题。

目前医院在进行高度屈光不正、低视力、斜视治疗时采用一种软体PVC膜镜进行矫正视力，所述软膜镜只有1mm厚但采用菲涅尔棱镜原理、光度可达土2000度棱镜度可做成20P。使用时，膜镜以原眼镜片形状做为样板裁剪后、将膜镜与眼镜片用介质粘贴在一起也可以达到矫正屈光不正眼视力目的，但贴附后、膜镜与原镜片之间存在介质、影响了镜片透过率，戴镜者有雾里看花的感觉，另外、现有膜镜是平面单焦距(近视、远视)结构、只能满足高度近视和高度远视患者需求，戴镜者有散光(双焦距)还要在原眼镜片上加工出散光度、在散光面上粘贴膜镜会不牢、且清洗眼镜时膜镜会脱落、另外，膜镜采用软体PVC材料做成、没进行硬化处理，表面耐磨性差易划伤镜片，这些不可抗的因素给戴镜者带来诸多不便。

为解决上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明所公开的产品。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种新型透镜及其制造工艺和加工模具，所述镜片选用光学性能、理化指标较理想的改良有机玻璃和聚碳酸醋两种热塑性有机材料采用注塑、压铸工艺将材料在有光度的模具内成型、再进行表面硬化和镀膜处理、加工出成品镜片。因为所述镜片采用菲涅耳棱镜原理、突破现有球面镜片光度由前后表面弯度差产生的原理，所以镜片光度与厚度无关或更高光度带有散光的任何光度镜片均可以做成统一厚度。。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，首先提供一种新型薄透镜，其是通过一体成型技术加工而成，其包括球面透镜部分和菲涅尔棱镜部分，所述的球面透镜部分设置在前部，所述的菲涅尔棱镜部分设置于后部；

较佳的，所述的球面镜部分是由两部分组成，第一部分球面透镜设置于外部，第二部分球面透镜设置于内部的光学中心区，所述的菲涅尔棱镜部分设置于内部中心区外；

较佳的，所述的球面透镜部分为凹透镜或凸透镜或为散光透镜。

其次提供一种注塑模具，用于加工所述的新型镜片，其包括：模架、凹模以及凸模，其中，所述的凹模与凸模设置在模架上，所述的模架具有一滑杆，所述凹模与凸模位于滑杆的两端并可沿所述滑杆移动合模，在所述的凹模上设有注塑孔，所述的凹模具有至少一模芯，所述模芯之间设有料道；所述凸模的模芯与所述凹模芯相对应。

再次提供一种压铸模具，用于加工所述的新型镜片，其包括：模架、凹模以及凸模，其中，所述的凹模与凸模设置在模架上，所述的模架具有一滑杆，所述凹模与凸模位于滑杆的两端并可沿所述滑杆移动合模，所述的凹模具有至少一模芯，所述凸模的模芯与所述凹模芯相对应；

较佳的，所述的凹模的模芯上设置为球面、柱面其中之一或其结合；

较佳的，所述的凸模的模芯表面全部为菲涅尔棱镜；或者中央为球面，所述菲涅尔棱镜环设于所述的球面。

再次提供了一种加工凹模与凸模球面的工艺方法，其包括：粗加工、细加工、精加工三道工序：

首先经过粗加工、根据模架尺寸用车床加工模具坯料；

其次在专用机床上进行球面细加工；

再次在专用研磨机上进行精加工，加工时要与凸模球面同轴，粗糙度达到要求，磨料选用302、303#金刚砂研磨和氧化铈抛光剂抛光；

最后选用合金钢加工磨具材料要进行调质、淬火热处理。

再次提供一种加工菲涅耳棱镜的工艺方法，其包括：首先将已完成球面模具装在卡盘上、进行校零；

其次根据设计计算所需的环距、直径、角度、选择好钻石刀，并装在切削刀架上；

再次校正刀与被加工模具距离、开启冷却系统；

然后将上述数据输入电脑、开机；

最后加工完成。

再次提供一种通过注塑工艺生产新型薄透镜的方法，其由三个工序组成：

a工序：成型工艺流程，其包括：

a1步骤：材料融化；

a2步骤：清洁模具，即在材料注入前，对固定模、移动加压模用过滤后的无油压缩空气进行清洁；

a3步骤：移动凸模与凹模合模后，通过注塑机的注口高压注入材料流体至模具；

a4骤：二次加压模具并保压；

a5骤：冷却模具；

a6骤：脱模，即达到设定保压时间后移动模具自动退出，用专用工具将已成型的镜片取出；

a7骤：定型处理，即将取出的镜片放置在固定器上定型，使镜片自然冷却；

a8骤：检验，即剔除注口及毛刺，并经行光度和外观质量检查，将合格品装箱准备进行表面加硬处理，合格的进入下一流程，并剔除不合格品；

b工序：镜片表面硬化工艺流程，其包括：

b1步骤：清洁镜片表面；

b2骤：对镜片进行表面喷涂加硬液，即用激光喷涂枪将加硬液均匀喷涂在镜片表面；

b3骤：对镜片进行高温固化，即将啧涂后的镜片连同固定模架一起放入高温固化室，加温至120度后固化40分钟后打开固化室；

b4步骤：对镜片进行风冷，即用常温压缩空气急速冷却，使加硬膜硬度提高并与片基结合更牢；

b5步骤：取出镜片；

b6步骤：检验，合格的进入下一流程，并剔除不合格品；

c工序：镜片表面硬化工艺流程，其包括：

c1步骤：高压无油汽体清洁镜片表面

c2步骤：将清洁后镜片装入模架并固定好镜片将模架与镜片一起放入镀膜机真空室内；

c3步骤：开启真空机将真空室抽真空至1/10000大气压；

c4步骤：对镜片表面进行镀加硬、增透、防UV、防水膜材料；

c5步骤：真空室中注入空气；

c6步骤：开启真空室取出已镀好的镜片；

c7步骤：检验，即在暗背景、2001X照度条件下不借助放大光学装置检验镜片表面质量，合格的进入下一流程，并剔除不合格品；

较佳的，所述的b1步骤和c1步骤，其实现工序为：

首先用惰性气体Ar+离子或活性离子轰击镜片表面，达到清洁表面作用；

其次射线枪清除镜片表面静电；

再次用去离子清洁水采用超声波清洗表面；

最后用加热氮气冲干表面；

较佳的，所述的b4步骤是在万级净化条件下进行的。

最后提供一种通过压铸工艺生产新型薄透镜的方法，其由三个工序组成：

d工序：成型工艺流程，其包括：

d1步骤：清洁材料表面；

d2步骤：将检查后的材料进行预热处理；

d3步骤：模具预热，即用经过滤无油压缩空气冲吹上下模具同时加温模具；

d4步骤：高压汽体清洁模具；

d5步骤：开启上模具开关使上凸面模向上移动，将已预热的材料装入下凹面模中；

d6步骤：初次加压，即启动上模具向下移动进行初次定型；

d7步骤：定型保压，即初次定型后冷却系统开始工作、上下模具在液压油缸驱动下以一定压力作用于镜片上并保压一定时间；

d8步骤：开模取出成品，即在保压完成后、用专用工具取出已成型的镜片放置在定型模架上进行定型处理；

d9步骤：定型处理，其包括加工后的镜片进行直径割边处理；

d10步骤：检验镜片，合格的进入下一流程，并剔除不合格品；

e工序：镜片表面硬化工艺流程，其包括：

e1步骤：清洁镜片表面；

e2步骤：对镜片进行表面喷涂加硬液，即用激光喷涂枪将加硬液均匀喷涂在镜片表面；

e3步骤：对镜片进行高温固化，即将喷涂后的镜片连同固定模架一起放入高温固化室，加温止120度后固化40分钟后打开固化室；

e4步骤：对镜片进行风冷，即用常温压缩空气急速冷却，使加硬膜硬度提高并与片基结合更牢；

e5步骤：取出镜片；

e6步骤：检验，合格的进入下一流程，并剔除不合格品；

f工序：镜片表面硬化工艺流程，其包括：

f1步骤：高压无油汽体清洁镜片表面；

f2步骤：将清洁后镜片装入模架并固定好镜片将模架与镜片一起放入镀膜机真空室内；

f3步骤：开启真空机将真空室抽真空至1/10000大气压；

f4步骤：对镜片表面进行镀加硬、增透、防UV、防水膜材料；

f5步骤：真空室中注入空气；

f6步骤：开启真空室取出已镀好的镜片；

f7步骤：检验，即在暗背景、2001X照度条件下不借助放大光学装置检验镜片表面质量，并剔除不合格品；

较佳的，所述的e4步骤是在万级净化条件下进行的。

附图说明

图1为本发明新型透镜的较佳实施例一的侧视图；

图2为本发明新型透镜的较佳实施例一的主视图；

图3为本发明新型透镜的较佳实施例二的侧视图；

图4为本发明新型透镜的较佳实施例二的主视图；

图5为本发明新型透镜的较佳实施例三的侧视图；

图6为本发明新型透镜的较佳实施例三的主视图；

图7为本发明新型透镜的较佳实施例四的侧视图；

图8为本发明新型透镜的较佳实施例四的主视图；

图9为本发明新型透镜的较佳实施例五的侧视图；

图10为本发明新型透镜的较佳实施例五的主视图；

图11为本发明新型透镜的压铸模具侧视结构简图；

图12为本发明新型透镜的注塑模具侧视结构简图；；

图13为本发明新型透镜的注塑模具凹模侧视结构简图；

图14为本发明新型透镜的注塑模具凹模主视结构简图；

图15为本发明新型透镜的压铸模具单焦距凹模侧视结构简图；

图16为本发明新型透镜的压铸模具单焦距凹模主视结构简图；

图17为本发明新型透镜的压铸模具双焦距凹模侧视结构简图；；

图18为本发明新型透镜的压铸模具双焦距凹模主视结构简图。

图19为本发明新型透镜的注塑模具凸模侧视结构简图；

图20为本发明新型透镜的注塑模具凸模主视结构简图；

图21为本发明新型透镜的压铸模具凸模较佳实施例一侧视结构简图；

图22为本发明新型透镜的压铸模具凸模较佳实施例一主视结构简图；

图23为本发明新型透镜的压铸模具凸模较佳实施例三主视结构简图；

图24为本发明新型透镜的压铸模具凸模较佳实施例二侧视结构简图；

图25为本发明新型透镜的压铸模具凸模较佳实施例二主视结构简图；

图26为本发明新型透镜的压铸模具凸模较佳实施例三侧视结构简图；

图27为本发明新型透镜的压铸模具凸模菲涅尔棱镜部分侧视结构简图。

附图标记说明：1、3-模架；5-凹模；4-凸模；6-油缸；2-滑杆；41-凸模模芯；51-凹模模芯；7-注塑口；8-料道；R₁-外球面半径；R₂-内球面半径；δ-厚度；α-棱镜顶角；N-环数；t-环距；A-A、B-B-放大区域；x-光轴。

具体实施方式

以下结合附图，对本新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

本发明为一种新型薄透镜，其是通过一体成型技术加工而成，其包括球面透镜部分和菲涅尔棱镜部分，所述的球面透镜部分设置在前部，所述的菲涅尔棱镜部分设置于后部。

本发明所采用的材料为PMMA(改良有机玻璃)或PC(聚碳酸酯)，其材料特性如下表：

	PMMA	PC
			密度(1×103kg/m3)	1.191	1.2
折射率(n)	1.491	1.5872
			透过率	92-93％	85-90％
阿贝数	57.53	58

请参阅图1、图2所示，其分别为本发明新型透镜的较佳实施例一的侧视图和主视图，其为一种近视镜(凹透镜)，其包括球面镜部分和菲涅耳棱镜部分，所述球面镜部分的厚度δ为2mm，，折射率为n(其是由我们采用的材料决定的)，则

根据公式Φ`_v＝Φ₁/(1-δ/n*Φ₁)+Φ₂    (1-1)；

        Φ₁＝(n-1)/R₁  Φ₂＝(1-n)/R₂  (1-2)；

        Φ`<sub>v</sub>＝1/f  Φ`_v＝-1/f         (1-3)；

通过确定外球面半径R₁以及内球面半径R₂，计算获得外表面光度Φ₁、内表面光度Φ₂以及等效焦距f，经参数调整可以使其外表面光度Φ₁为+4.00度，内表面光度Φ₂为-3.98度，则剩余度数可以由其内部为菲涅尔棱镜部分来分担；

对于菲涅尔棱镜部分所具有度数的设置，由于众所周知光线通过镜片不同位置时光线会向较厚的方向偏折，偏向角大小与光线入射点距球面透镜光轴距离有关，光线通过球镜时光线发生偏折并会聚于焦点，可知光线偏折程度与镜片厚度无明显关系而与镜片前后表面之间夹角有关，换言之：球面镜片具有棱镜效果，在确的定直径范围内，可以加工出厚度δ为2mm厚度、外表面Φ₁为+4.00度，内表面Φ₂为-3.98度的球面镜并加上菲涅尔棱镜部分的新型薄透镜片。球面镜内表面菲涅尔棱镜部分的光度可根据镜片光度按公式(1-3)换算焦距，并且根据以下公式：

$\mathrm{tg\&alpha;}=\frac{\sin \mathrm{arctgt}(N+0.5)}{n\cos \arcsin \left[\frac{\sin \mathrm{arctgt}(N+0.5)/f}{n}\right]-1}---(2-1)$

式中：α-棱镜顶角  r-生产半径(环距*环数)  f-焦距  N-环数  n-材料折射率。

计算不同环距的棱镜顶角α做成不同顶角的棱镜就可加工出不同光度要求的新型薄镜片，达到球面镜光度要求。根据几何光学折射定理、成像公式及眼镜光学的棱镜定理可推导出棱镜顶角计算公式，如生产直径为70mm、环距为0.25mm、镜片需要计算141个顶角α值；

请参阅图3、图4所示，其分别为本发明新型透镜的较佳实施例二的侧视图和主视图，其为一远视镜(凸透镜)，其结构同上述图1、图2所示的近视镜，其包括球面镜部分和菲涅耳棱镜部分，差别在于焦距f的正负，从而导致如图所示顶角的趋向的正负，其计算过程这里不再赘述。

请参阅图5、图6所示，其分别为本发明新型透镜的较佳三实施例的侧视图和主视图，也本发明最具代表性的实施例，其为一种近视镜(凹透镜)其结构为仍为球面镜部分和菲涅尔棱镜部分，与实施例一的区别在于，所述的菲涅耳棱镜并没有全部的占据球面镜的内表面，而是在中心处为球面镜，这样就保证了整个透镜的厚度的均匀性；对应光度Φ₁的中心球面镜其结构设计参数的设计方法按照普通透镜设计即可，以一个单独透镜的的要求去处理，中间球面镜部分的度数就不需要与菲涅尔棱镜部分的度数叠加了，要单独按照对度数的需求设置处理；其余的部分(中心球面镜外)即剩余球面镜的参数结构的设定与实施例一相同。

请参阅图7、图8所示，其分别为本发明新型透镜的较佳实施例四的侧视图和主视图，也本发明最具代表性的实施例，其为一种远视镜(凸透镜)其结构仍为球面镜部分和菲涅尔棱镜部分的组合，与实施例二的区别在于，所述的菲涅耳棱镜并没有全部的占据球面镜的内表面，而是在中心处为球面镜，这样就保证了整个透镜的厚度的均匀性；对应光度Φ₁的中心球面镜其结构设计参数的设计方法按照普通透镜设计即可，以一个单独透镜的的要求去处理，中间球面镜部分的度数就不需要与菲涅尔棱镜部分的度数叠加了，要单独按照对度数的需求设置处理；其余的部分(中心球面镜外)即剩余球面镜的参数结构的设定与实施例二相同。

请参阅图9、图10所示，其分别为本发明新型透镜的较佳实施例五的侧视图和主视图，其为一种具有散光的透镜，其在透镜的前表面根据传统的散光镜片的设计方法进行设计和处理，如果同时要处理远视或近视关系，仅在其后表面根据对凸凹透镜的度数和厚度需要，加设菲涅尔棱镜，其设置方法与所述的实施例一、实施例二、实施例三、实施四的结构相同。

以上为本新型透镜的几种产品结构的描述。

对于本新型透镜的生产，通常采用的注塑和压铸成型工艺，所以在很大程度上对模具的设计和制造很有依赖性，所述的模具由凸模(成型镜片内表面)、凹模(成型镜片外表面)组成，分别固定在专用模架移动板和固定板上保证合模的同心度，注塑模具、压铸模具芯均采用H-62黄铜材料制造。

请参阅图11所示，其为本发明新型透镜的压铸模具的侧视结构简图，其包括：模架1、3，凹模5以及凸模4，其中，所述的凹模5与凸模4设置在模架1、3上，所述的模架1、3之间设有若干滑杆2(其余未标)，所述凹模5与凸模4位于滑杆2的两端并可沿所述滑杆2移动合模，所述的凹模5具有至少一模芯51，所述凸模4的模芯41与所述凹模芯51相对应；

较佳的，所述的凹模5的模芯51上设置为球面、柱面其中之一或其结合；

较佳的，所述的凸模4的模芯41表面全部为菲涅尔棱镜；或者中央为球面，所述菲涅尔棱镜环设于所述的球面。

请参阅图12、图14所示，其为其为本发明新型透镜的注塑模具的侧视结构简图以及凹模主视图，其包括：模架1、3，凹模5以及凸模4，其中，所述的凹模5与凸模4设置在模架1、3上，所述的模架1、3具有若干滑杆2(其余未标)，所述凹模5与凸模4位于滑杆2的两端并可沿所述滑杆2移动合模，在所述的凹模5上设有注塑孔7，所述的凹模5具有至少一模芯51，所述模芯51之间设有料道8；所述凸模4的模芯41与所述凹模芯51相对应。

所述的压铸模具与注塑模具设计的核心部分都为凹模和凸模的设计，请参阅图13、图15、图16所示，其分为本发明新型透镜注塑模具的单焦距凹模的结构图以及单焦距压铸模具凹模的侧视与主视结构简图图，其都为对远视镜片(凸透镜片)或近视镜片(凹透镜片)的凹模5设计结构，本模具是以4.00度为基本球面弯度，根据选用材料折射率n、弯变+4.00度、按公式(1-2)计算所对应的半径R₁值。当外表面弯度为+4.00度，选用PMMA材料其n＝1.491根据公式光度Φ₁＝(n-1)/R₁可计算：

R₁＝(n-1)/Φ₁＝(1.491-1)/4.00＝122.75mm

加工模具时按R₁值加工球面即可。

其加工过程如下：

因为模具精度、表面粗糙度直接影响镜片表面质量，模具要经过粗加工、细加工、精加工三道工序：

首先经过粗加工、根据模架尺寸(与模架配合尺寸)用车床加工模具坯料；

其次在专用机床上进行球面加工；

再次在专用研磨机上进行精加工，加工时要与凸模4球面同轴，粗糙度达到要求，其中所述的粗糙程度，以本领域的通用标准为参照，磨料选用302、303#金刚砂研磨和氧化铈抛光剂抛光；

最后选用合金钢加工磨具材料要进行调质、淬火热处理；这样就加工出了如图15、图16所述的单焦距凹模5。

请参阅图17、图18所示，其为本发明新型透镜压铸模具或注塑模具的双焦距凹模的侧视结构图和主视结构简图，其为对远视散光镜片和近视散光镜片的凹模5设计结构，本模具是以4.00度做为基本球面弯度(基弯)。因为新型薄透镜散光要做在镜片外表面，所以加工模具时要按散光光度和球面光度分别在90度与180向度的光度分别计算R值。例：欲在+400度弯度上再加上200度的散光可用+6.00DC×180联合一个+4.00DC×90来表示，可化简成传统处方等于+4.00DS/+2.00DC×90，因为在外表面有两个光度即两个曲面(两个R值)故要分别计算90度和180度的R值，计算如下：

90度R＝(1.491-1)/4.00＝122.75mm、

180度R＝(1.491-1)/6.00＝81.33mm

加工时分别按90度与180度两向R值即可。

加工过程同单焦距凹模5相同。

请参阅图19至图26所示，其为本发明新型透镜压铸模具凸模具或注塑模具的凸模结构图，所述凸模4的凸面外型型状就是新型薄透镜的内表面形状，而新型薄透镜之所以能薄就在凸模具4的设计加工，其包括，球面镜部分和菲涅尔棱镜两个方面，对于球面部分的设计：新型薄透镜的球面光度应为零度的平光镜。为保证球面光度为零在确定好凹模5球面半径条件下、要根据选用材料的折射率、镜片厚度、按公式(1-1)计算凸模4球面光度后，再按公式(1-2)计算凸模4球面半径。例如生产模球面光度为零度的平光镜时，已知：凹模5球面光度为+4.00度、镜片厚度δ为2mm、选用材料折射率n为1.491、确定凸模4球面半径R。

根据公式Φ`_v＝Φ₁/(1-δ/n*Φ₁)+Φ₂

        Φ₂＝3/(1-0.002/1.491*3)+0

        Φ₂＝Φ₁-3/0.994＝-4.02D

根据公式Φ₂＝(n-1)/R₂计算R₂

        R₂＝(1.491-1)/4.02＝122.14mm

通过计算可见基弯为+4.00度的平光镜其里、外面球面半径是不等的、相差1.08mm。

R₁-R₂＝122.75-122.14＝0.61mm

对于菲涅尔棱镜部分的设计(光度)

因为球面镜片可分解成无数棱镜，物点发出的光线通过镜片不同位置时产生棱镜效果、可用下式表示：

P＝h*Φ`_v      (4-1)；

因为Φ`_v＝1/f；

所以P＝h/f；

又因为tgθ＝h/f；

可以推导出(2-1)公式：；

在计算时：h＝(1/2+N)*t；

式中：h-所述棱角到光轴x距离  N-环数  t-环距  p-棱镜度

在已完成球面加工的凸模4上根据产品需求(镜片直径、棱镜环数、环距、材料折射率)按公式(2-1)计算每一环棱镜顶角度值输入到专用设备控制系统进行加工。

如镜片半径为70、环距0.25mm、环数N＝70/0.25＝280在半圆内有(280/2+1＝141)顶角值，因不同环距光轴距离不同角度差别很大，以上为例第一环角度只有11分而100环角度28度21分。在计算角变时要保留有效数字8位数，角度精度以秒为单位，长度单位要以微米(1/1000mm)为精度测量单位。

对凸模4的加工而言，因为是在球面基础上加工菲涅尔棱镜所以首先加工凸球面、再加工菲涅尔棱镜部分，而对于凸球面的加工等同于凹球面的加工；

对于菲涅尔棱镜部分的加工其是在专用设备上进行的

(1)将已完成球面加工模具装在卡盘上、进行校零；

(2)根据上面的设计计算所需的环距、直径、角度、选择好钻石刀，并装在切削刀架上；

(3)校正刀与被加工模具距离、开启冷却系统；

(4)将上述数据输入电脑、开机；

(5)加工完成后自动关机。

因为采用钻石刀具进行切削、其切削力是很大(用以破坏黄铜的分子结构)，产生很大的抖动，为保证加工精度除增加机床刚度外还要减少外界的震动，因此此加工菲涅尔棱镜部分的环境应为防震环境，其所完成的菲涅耳棱镜部分请参阅图23所示。

当模具加工出来后，生产所述的新型镜片，则需要相应的加工工艺，请参阅图17所示，其为本发明新型透镜注塑成型制造工艺的流程图，对于PMMA材料，由于其材料性质适于注塑成型，其为三个工序组成：

a工序：成型工艺流程，其包括：

a1步骤：PMMA颗粒预热，即将PMMA颗粒放烘干箱内进行除水处理，温度设定60度加热时间为4小时；

a2步骤：加热PMMA颗粒，即将烘干后的PMMA颗粒装入专用注塑机粒斗内进行软化加温，温度控制在230度使PMMA由固体变成流体便于注入模具腔即；

a3步骤：清洁模具，即在PMMA材料注入前，对固定模、移动加压模用过滤后的无油压缩空气进行清洁，目的是保证镜片里、外面的光洁度要求，此为本工艺流程的核心工序；

a4步骤：通过注塑机的注口高压注入PMMA流体至模具，即启动注入开关、移动模具(凸模4具)与固定模具(凹模5具)合模后，螺杆泵以25kg/cm2压力将流体注入；

a5步骤：二次加压模具并保压，即注入5秒钟后，进行二次模具加压使已成型的镜片在模具内保压45秒，目的是保证产品的物理性能；

a6步骤：冷却模具；

a7步骤：脱模，即达到设定保压时间后移动模具自动退出，用专用工具将已成型的镜片取出；

a8步骤：定型处理，即将取出的镜片放置在固定器上定型，使镜片自然冷却；

a9步骤：检验，即剔除注口及毛刺，并经行光度和外观质量检查，将合格品装箱准备进行表面加硬处理，并剔除不合格品；

b工序：镜片表面硬化工艺流程，其包括：

b1步骤：清洁镜片表面；

b2步骤：将清洁后镜片装入模架上，冲吹镜片表面；

b3步骤：再次清洁镜片表面；

b4步骤：对镜片进行表面喷涂加硬液，即用激光喷涂枪将加硬液均匀喷涂在镜片表面，厚度应控制在0.005mm范围；(加硬液采用有机聚硅氧烷系的TS-56，还要经分子筛过滤)

b5步骤：对镜片进行高温固化，即将喷涂后的镜片连同固定模架一起放入高温固化室，加温止120度后固化40分钟后打开固化室；

b6步骤：对镜片进行风冷，即用常温压缩空气急速冷却，使加硬膜硬度提高并与片基结合更牢，此生产环境为万级净化条件；

b7步骤：取出镜片；

b8步骤：检验，合格的进入下一流程，并剔除不合格品；

c工序：镜片表面硬化工艺流程，其包括：

c1步骤：高压无油汽体清洁镜片表面；

c2步骤：将清洁后镜片装入模架并固定好镜片将模架与镜片一起放入镀膜机真空室内；

c3步骤：开启真空机将真空室抽真空至1/10000大气压；

c4步骤：对镜片表面进行镀加硬、增透、防UV、防水膜材料；

c5步骤：真空室中注入空气；

c6步骤：开启真空室取出已镀好的镜片；

c7步骤：检验，合格的进入下一流程，并剔除不合格品，即在暗背景、2001X照度条件下不借助放大光学装置检验镜片表面质量。(用15W或荧光灯或40W灯泡)，此工艺生产环境是万级净化标准；

对于b1步骤：清洁镜片表面；其操作过程为：

b11步骤：用惰性气体Ar+离子或活性离子轰击镜片表面，达到清洁表面作用；

b12步骤：射线枪清除镜片表面静电；

b13步骤：用去离子清洁水采用超声波清洗表面；

b14步骤：用加热氮气冲干表面。

对于c1步骤：高压无油汽体清洁镜片表面；其操作过程为：

c11步骤：用惰性气体Ar+离子或活性离子轰击镜片表面，达到清洁表面作用；

c12步骤：射线枪清除镜片表面静电；

c13步骤：用去离子清洁水采用超声波清洗表面；

c14步骤：用加热氮气冲干表面。

请参阅图18所示，其为本发明新型透镜压铸成型制造工艺的流程图，对于PC材料，由于其材料性质适于压铸成型，其由三个工序组成为：

d工序：成型工艺流程，其包括：

d1步骤：选用注压成型PC板，即选择2mm厚76mm×76mm的PC成型板，进行几何尺寸、表面疵病检查，检验标准为76mm不平行度要小于±0.10mm、内部无汽泡、杂质、如发现表面划痕用刮刀进行平整处理；

d2步骤：清洁PC板表面，即用无油过滤的压缩空气冲吹PC板材表面；

d3步骤：将检查后的PC板进行预热处理，温度控在60摄氏度；

d4步骤：模具预热，即用经过滤无油压缩空气冲吹上下模具同时加温模具至80摄氏度，所述模具加热是由电阻丝加热实现的；

d5步骤：高压汽体清洁模具；

d6步骤：装入PC板，即开启上模具开关使上模具(凸面模具)向上移动，将已预热的PC板装入下模具(凹面模具)中；

d7步骤：初次加压，即启动上模具向下移动进行初次定型；

d8步骤：定型保压，即初次定型20秒后冷却系统开始工作、上下模具在液压油缸驱动下以25kg/cm2压力作用于PC镜片上并保压3分钟；

d9步骤：开模取出成品，即在保压完成后、用专用工具取出已成型的镜片放置在定型模架上进行定型处理；

d10步骤：定型处理，其包括加工后的镜片进行直径割边处理；

d11步骤：检验镜片，合格的进入下一流程，并剔除不合格品；

e工序：镜片表面硬化工艺流程，其包括：

e1步骤：清洁镜片表面

e2步骤：将清洁后镜片装入模架上，冲吹镜片表面；

e3步骤：再次清洁镜片表面；

e4步骤：对镜片进行表面喷涂加硬液，即用激光喷涂枪将加硬液均匀喷涂在镜片表面，厚度应控制在0.005mm范围；(加硬液采用有机聚硅氧烷系的TS-56，还要经分子筛过滤)

e5步骤：对镜片进行高温固化，即将喷涂后的镜片连同固定模架一起放入高温固化室，加温止120度后固化40分钟后打开固化室；

e6步骤：对镜片进行风冷，即用常温压缩空气急速冷却，使加硬膜硬度提高并与片基结合更牢，此生产环境为万级净化条件；

e7步骤：取出镜片；

e8步骤：检验，合格的进入下一流程，并剔除不合格品；

f工序：镜片表面硬化工艺流程，其包括：

f1步骤：高压无油汽体清洁镜片表面

f2步骤：将清洁后镜片装入模架并固定好镜片将模架与镜片一起放入镀膜机真空室内；

f3步骤：开启真空机将真空室抽真空至1/10000大气压；

f4步骤：对镜片表面进行镀加硬、增透、防UV、防水膜材料；

f5步骤：真空室中注入空气；

f6步骤：开启真空室取出已镀好的镜片；

f7步骤：检验，并剔除不合格品，即在暗背景、2001X照度条件下不借助放大光学装置检验镜片表面质量。

(用15W或荧光灯或40W灯泡)，此工艺生产环境是万级净化标准；

经过上述工艺加工最终获得新型透镜。

以上说明对本新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (14)

1、一种新型薄透镜，其是通过一体成型技术加工而成，其特征在于，其包括球面透镜部分和菲涅尔棱镜部分，所述的球面透镜部分设置在前部，所述的菲涅尔棱镜部分设置于后部。

2、根据权利要求1所述的新型薄透镜，其特征在于，所述的球面镜部分是由两部分组成，第一部分球面透镜设置于外部，第二部分球面透镜设置于内部的光学中心区，所述的菲涅尔棱镜部分设置于内部中心区外。

3、根据权利要求1所述的新型薄透镜，其特征在于，所述的球面透镜部分为凹透镜或凸透镜或为散光透镜。

4、一种注塑模具，用于加工所述的新型镜片，其特征在于，其包括：模架、凹模以及凸模，其中，所述的凹模与凸模设置在模架上，所述的模架具有一滑杆，所述凹模与凸模位于滑杆的两端并可沿所述滑杆移动合模，在所述的凹模上设有注塑孔，所述的凹模具有至少一模芯，所述模芯之间设有料道；所述凸模的模芯与所述凹模芯相对应。

5、一种压铸模具，用于加工所述的新型镜片，其特征在于，其包括：模架、凹模以及凸模，其中，所述的凹模与凸模设置在模架上，所述的模架具有一滑杆，所述凹模与凸模位于滑杆的两端并可沿所述滑杆移动合模，所述的凹模具有至少一模芯，所述凸模的模芯与所述凹模芯相对应。

6、根据权利要求5所述的压铸模具，其特征在于，所述的凹模的模芯上设置为球面、柱面其中之一或其结合。

7、根据权利要求5所述的压铸模具，其特征在于，所述的凸模的模芯表面全部为菲涅尔棱镜；或者中央为球面，所述菲涅尔棱镜设置于所述的球面外部。

8、一种加工凹模与凸模球面的工艺方法，其特征在于，其包括：粗加工、细加工、精加工三道工序：

首先经过粗加工、根据模架尺寸用车床加工模具坯料；

其次在专用机床上进行球面细加工；

再次在专用研磨机上进行精加工，加工时要与凸模球面同轴，粗糙度达到要求，磨料选用302、303#金刚砂研磨和氧化铈抛光剂抛光；

最后选用合金钢加工磨具，材料要进行调质、淬火热处理。

9、一种加工菲涅耳棱镜的工艺方法，其特征在于，其包括：首先将已完成球面模具装在卡盘上、进行校零；

其次根据设计计算所需的环距、直径、角度、选择好钻石刀、并装在切削刀架上；

再次校正刀与被加工模具距离、开启冷却系统；

然后将上述数据输入电脑、开机；

最后加工完成。

10、一种通过注塑工艺生产新型薄透镜的方法，其使用了所述的注塑模具，其特征在于，其由三个工序组成：

a工序：成型工艺流程，其包括：

a1步骤：材料融化；

a2步骤：清洁模具，即在材料注入前，对固定模、移动加压模用过滤后的无油压缩空气进行清洁；

a3步骤：移动凸模与凹模合模后，通过注塑机的注口高压注入材料流体至模具；

a4骤：二次加压模具并保压；

a5骤：冷却模具；

a6骤：脱模，即达到设定保压时间后移动模具自动退出，用专用工具将已成型的镜片取出；

a7骤：定型处理，即将取出的镜片放置在固定器上定型，使镜片自然冷却；

a8骤：检验，即剔除注口及毛刺，并经行光度和外观质量检查，将合格品装箱准备进行表面加硬处理，剔除不合格品；

b工序：镜片表面硬化工艺流程，其包括：

b1步骤：清洁镜片表面；

b2骤：对镜片进行表面喷涂加硬液，即用激光喷涂枪将加硬液均匀喷涂在镜片表面；

b3骤：对镜片进行高温固化，即将喷涂后的镜片连同固定模架一起放入高温固化室，加温至120度后固化40分钟后打开固化室；

b4步骤：对镜片进行风冷，即用常温压缩空气急速冷却，使加硬膜硬度提高并与片基结合更牢；

b5步骤：取出镜片；

b6步骤：检验，合格的进入下一流程，并剔除不合格品；

c工序：镜片镀膜工艺流程，其包括：

c1步骤：高压无油汽体清洁镜片表面；

c2步骤：将清洁后镜片装入模架并固定好镜片将模架与镜片一起放入镀膜机真空室内；

c3步骤：开启真空机将真空室抽真空至1/10000大气压；

c4步骤：对镜片表面进行镀加硬、增透、防UV、防水膜材料；

c5步骤：真空室中注入空气；

c6步骤：开启真空室取出已镀好的镜片；

c7步骤：检验，即在暗背景、200lX照度条件下不借助放大光学装置检验镜片表面质量，剔除不合格品。

11根据权利要求10所述的通过注塑工艺生产新型薄透镜的方法，其特征在于，所述的b1步骤和c1步骤，其实现工序为：

首先用惰性气体Ar+离子或活性离子轰击镜片表面，达到清洁表面作用；

其次射线枪清除镜片表面静电；

再次用去离子清洁水采用超声波清洗表面；

最后用加热氮气冲干表面。

12、根据权利要求10所述的通过注塑工艺生产新型薄透镜的方法，其特征在于，所述的b4步骤是在万级净化条件下进行的。

13、一种通过压铸工艺生产新型薄透镜的方法，使用了所述的压铸模具，其特征在于，其由三个工序组成：

d工序：成型工艺流程，其包括：

d1步骤：清洁材料表面；

d2步骤：将检查后的材料进行预热处理；

d3步骤：模具预热，即用经过滤无油压缩空气冲吹上下模具同时加温模具；

d4步骤：高压汽体清洁模具；

d5步骤：开启上模具开关使上凸面模向上移动，将已预热的材料装入下凹面模中；

d6步骤：初次加压，即启动上模具向下移动进行初次定型；

d7步骤：定型保压，即初次定型后冷却系统开始工作、上下模具在液压油缸驱动下以一定压力作用于镜片上并保压一定时间；

d8步骤：开模取出成品，即在保压完成后、用专用工具取出已成型的镜片放置在定型模架上进行定型处理；

d9步骤：定型处理，其包括加工后的镜片进行直径割边处理；

d10步骤：检验镜片，合格的进入下一流程，并剔除不合格品；

e工序：镜片表面硬化工艺流程，其包括：

e1步骤：清洁镜片表面；

e2步骤：对镜片进行表面喷涂加硬液，即用激光喷涂枪将加硬液均匀喷涂在镜片表面；

e3步骤：对镜片进行高温固化，即将喷涂后的镜片连同固定模架一起放入高温固化室，加温止120度后固化40分钟后打开固化室；

e4步骤：对镜片进行风冷，即用常温压缩空气急速冷却，使加硬膜硬度提高并与片基结合更牢；

e5步骤：取出镜片；

e6步骤：检验，合格的进入下一流程，并剔除不合格品；

f工序：镜片镀模工艺流程，其包括：

f1步骤：高压无油汽体清洁镜片表面；

f2步骤：将清洁后镜片装入模架并固定好镜片将模架与镜片一起放入镀膜机真空室内；

f3步骤：开启真空机将真空室抽真空至1/10000大气压；

f4步骤：对镜片表面进行镀加硬、增透、防UV、防水膜材料；

f5步骤：真空室中注入空气；

f6步骤：开启真空室取出已镀好的镜片；

f7步骤：检验，即在暗背景、200lX照度条件下不借助放大光学装置检验镜片表面质量，并剔除不合格品。

14、根据权利要求13所述的通过压铸工艺生产新型薄透镜的方法，其特征在于，所述的e4步骤是在万级净化条件下进行的。

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